Question

16．如圖所示，在物理學(xué)中，研究浮力是如何產(chǎn)生的問(wèn)題時(shí)，設(shè)想有一個(gè)底面積為S，高為h的長(zhǎng)方體物塊浸沒(méi)在水中，由于水對(duì)長(zhǎng)方體上表面的壓力F₁和下表面的壓力F₂不同，從而產(chǎn)生了對(duì)物塊的浮力．圖中長(zhǎng)方體物塊上下底面積為S=50cm²，h₁=5cm，h₂=20cm，（已知ρ_水=1.0×10³kg/m³）
求：（1）請(qǐng)利用浮力產(chǎn)生的原因推導(dǎo)出：F_浮=ρ_液gV_排；
（2）長(zhǎng)方體物塊受到水的浮力大小．

Answer 1

分析 （2）根據(jù)壓強(qiáng)公式的變形公式F=pS、浮力公式F_浮=F₂-F₁，推導(dǎo)即可得出結(jié)論．
（3）利用F_浮=ρ_液gV_排即可計(jì)算長(zhǎng)方體物塊受到水的浮力為多大．

解答 解：（1）根據(jù)浮力的產(chǎn)生原因可得：F_浮=F₂-F₁，
根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可得，液體對(duì)上、下表面的壓力分別為：
F₁=p₁S=ρ_液gh₁S，F(xiàn)₂=p₂S=ρ_液gh₂S；                       
所以有：F_浮=F₂-F₁=ρ_液gh₂S-ρ_液gh₁S=ρ_液g（h₂-h₁）S=ρ_液ghS=ρ_液gV_排；       
（2）長(zhǎng)方體物塊受到水的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gSh=1.0×10³ kg/m³×10N/kg×50×10^-4m²×（0.2m-0.05m）=7.5N．
答：（1）推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)解答；
（2）長(zhǎng)方體物塊受到水的浮力為7.5N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了：液體壓強(qiáng)公式p=ρgh、壓強(qiáng)公式的變形公式F=pS、浮力公式F_浮=ρgV_排，推導(dǎo)證明過(guò)程簡(jiǎn)單，是一道基礎(chǔ)題．